kth.sePublikationer KTH
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Energy trading and control of islanded DC microgrid using multi-agent systems
KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system. Univ Dar es Salaam, Dar Es Salaam, Tanzania..ORCID-id: 0000-0001-6356-7985
Dar Al Hekma Univ, Hekma Sch Engn Comp & Informat, Jeddah, Saudi Arabia.;Univ Monastir, Monastir, Tunisia..
KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.ORCID-id: 0000-0001-7877-6712
KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS), Elektroteknik, Elektronik och inbyggda system.ORCID-id: 0000-0002-8760-1137
Visa övriga samt affilieringar
2021 (Engelska)Ingår i: Multiagent and Grid Systems, ISSN 1574-1702, Vol. 17, nr 2, s. 113-128Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

The energy sector is experiencing a revolution that is fuelled by a multitude of factors. Among them are the aging grid system, the need for cleaner energy and the increasing demands on energy sector. The demand-response program is an advanced feature in smart grid that strives to match suppliers to their demands using price-based and incentive programs. The objective of the work is to analyse the performance of the load shedding technique using dynamic pricing algorithm. The system was designed using multi-agent system (MAS) for a DC microgrid capable of real-time monitoring and controlling of power using price-based demand-response program. As a proof of concept, the system was implemented using intelligent physical agents, Java Agent Development Framework (JADE), and agent simulation platform (REPAST) with two residential houses (non-critical loads) and one hospital (critical load). The architecture has been implemented using embedded devices, relays, and sensors to control the operations of load shedding and energy trading in residential areas that have no access to electricity. The measured results show that the system can shed the load with the latency of less than 600 ms, and energy cost saving with an individual houses by 80% of the total cost with 2USD per day. The outcome of the studies demonstrates the effectiveness of the proposed multi-agent approach for real-time operation of a microgrid and the implementation of demand-response program.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
IOS Press , 2021. Vol. 17, nr 2, s. 113-128
Nyckelord [en]
Architecture, energy management, load shedding, DC microgrid, multi-agent system
Nationell ämneskategori
Annan elektroteknik och elektronik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-302018DOI: 10.3233/MGS-210345ISI: 000692668000001Scopus ID: 2-s2.0-85114488323OAI: oai:DiVA.org:kth-302018DiVA, id: diva2:1594732
Anmärkning

QC 20210916

Tillgänglig från: 2021-09-16 Skapad: 2021-09-16 Senast uppdaterad: 2022-06-25Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Agent-Based System for Enhanced Controlling and Monitoring of a Solar Driven DC Microgrid
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Agent-Based System for Enhanced Controlling and Monitoring of a Solar Driven DC Microgrid
2021 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

The early efforts in grid computing started as a project to link supercomputing sites, but have now grown far beyond their original intent. This has led to the introduction of smart systems such as smart grids for power systems, and e-health systems for the health sector. The smart grid system has provided many solutions with regards to energy management, energy efficiency resources, accessibility of power supply, controlling and monitoring of the electric system, etc. An agent-based system has been seen to work successfully in electric sectors which involve the use of artificial intelligence and autonomous actions during the operations and controlling activities. These significant facts of the agent-based system have led to the design and implementation of smart systems to reduce human interventions.

 In this thesis, controlling and monitoring are the significant aspects of the provision of an autonomous system in the upper layer of the microgrid. The proposed approach involves the use of the solar-driven DC microgrid as a source of power with a capacity of 48V DC. An agent-based control is a technology used for deploying the load shedding technique with a demand response scheme, which enhances the sharing of power among individuals. The target usage is for low voltage appliances such as lighting and charging activities of low power consumption devices, which can be applied to the areas without access to electricity.

 Firstly, the analysis of the existing applications, simulation platforms, and algorithms in the agent-based system was done. Secondly, the simulation model based on solar DC microgrid was developed for critical and non-critical loads. It involves three main agents which are: - solar agent, storage agent, and load agent. This was further extended to include the demand response scheme for the pricing algorithm to provide flexibility in the model. The model runs with different scenarios such as static loads, dynamic loads, and also provides the mechanism to integrate with the agent-based hardware platform. Using the simulation model, the requirements for designing and implementation the DC microgrid was deduced. Finally, the deployment of the prototype was done to demonstrate the control and monitoring aspects using an agent-based system. The test-bed is designed with low-cost and high-performance devices which concluded the best usage of the agent-based system. The performance of the proposed solar DC microgrid was analyzed using different aspects, including energy cost, and scalability. The advantages and impact of this research can be applied in any community for the application of various renewable energy systems.

Abstract [sv]

De tidiga insatserna inom grid computing började som ett projekt för att länka superdatorwebbplatser, men har nu vuxit långt bortom deras ursprungliga avsikt. Detta har lett till införandet av smarta system som smarta nät för kraftsystem och e-hälsosystem för hälsosektorn. Systemet för smarta nät har tillhandahållit många lösningar när det gäller energihantering, styrning och övervakning av elsystemet etc. Ett agentbaserat system har fungerat framgångsrikt inom elsektorer som innebär användning av artificiell intelligens och autonoma åtgärder under verksamhet och kontrollaktiviteter. Dessa viktiga fakta i det agentbaserade systemet har lett till design och implementering av smarta system för att minska mänskliga interventioner.

 I denna avhandling är kontroll och övervakning de viktiga aspekterna av tillhandahållandet av ett autonomt system i det övre lagret av mikronätet. Det föreslagna tillvägagångssättet innebär användning av det soldrivna DC-mikronätet som en energikälla med en kapacitet på 48V DC. En agentbaserad kontroll är en teknik som används för att använda tekniken för belastningsavlastning med ett system för efterfrågesvar, vilketökar maktdelningen mellan individer. Målanvändningen är för lågspänningsapparater som belysning och laddningsaktiviteter, som kan appliceras på områdena utan tillgång tillel.

 Fördet första gjordes analysen av de befintliga applikationerna, simuleringsplattformarna och algoritmerna i det agentbaserade systemet. För det andra utvecklades simuleringsmodellen baserad på solcells-mikrogrid för kritiska och icke-kritiska laster. Detta utökades ytterligare till att inkludera system för efterfrågesvar för prissättningsalgoritm för att ge flexibiliteten i modellen. Med hjälp av simuleringsmodellen drogs kraven för utformning och implementering av DC -mikronätet och utplaceringen av prototypen gjordes för att demonstrera kontroll och övervakningsaspekterna. Testbädden är utformad med billiga och högpresterande enheter som gav den bästa användningen av det agentbaserade systemet. Prestandan för det föreslagna solenergimikronätet analyserades med energikostnad och skalbarhet.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2021. s. 204
Serie
TRITA-EECS-AVL ; 2021:61
Nationell ämneskategori
Elektroteknik och elektronik
Forskningsämne
Informations- och kommunikationsteknik
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-302965 (URN)978-91-8040-001-5 (ISBN)
Disputation
2021-10-26, 1330, https://kth-se.zoom.us/j/64054090805, Greta Woxen, Teknikringen 31, KTH, Sweden, Stockholm, 09:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Anmärkning

QC 20211006

Tillgänglig från: 2021-10-06 Skapad: 2021-10-04 Senast uppdaterad: 2022-09-21Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Rwegasira, DianaEbrahimi, MasoumehHallén, AndersTenhunen, Hannu

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Rwegasira, DianaEbrahimi, MasoumehHallén, AndersTenhunen, Hannu
Av organisationen
Elektronik och inbyggda system
Annan elektroteknik och elektronik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 195 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf